长江口低氧区全新世以来古环境演化及古低氧事件研究

发布时间：2020-05-10 18:47

【摘要】：近年来，世界各大河口、海岸带都陆续发现了低氧现象，并有部分低氧海域正朝恶化的趋势发展。低氧现象的产生对渔业资源和海洋生态系统等造成许多不利影响。前人调查研究表明，低氧事件在地质历史时期也普遍发育，然而利用有孔虫组合特征反演古低氧事件的研究较少。本文通过对长江口低氧区YD-0903孔底栖有孔虫组合特征的分析，结合AMS14C测年、沉积物粒度、地球化学指标等，探讨了研究区全新世以来的古环境演化、古低氧事件及其形成机制。通过Q型因子分析，结合底栖有孔虫主要属种百分含量、沉积物粒度、年代地层以及岩性地层等对比分析，认为研究区全新世古环境演变过程主要经历了以下8个阶段：11711~10600a BP，以Ammonia beccarii vars.组合为标志的滨岸环境；10600~8900a BP，以Epistominella naraensis-Ammonia beccarii vars.组合为标志的水深相对较浅的滨岸-浅海过渡环境；8900~8200a BP，以Epistominellanaraensis-Quinqueloculina spp.组合为标志的水深相对较大的滨岸-浅海过渡环境；8200~7200a BP，以Epistominella naraensis-Bolivina spp.组合为标志的低氧富营养的浅海环境；7200~4100a BP，以Epistominella naraensis-Florilus spp.组合为标志的溶解氧偏低的浅海环境；4100~3400a BP，以Quinqueloculina spp.组合为标志的温度和盐度相对较高的浅海环境；3400~2600a BP，以Bolivina spp.组合为标志的低氧富营养的前三角洲-浅海环境；2600~200a BP，以Protelphidiumtuberculatum组合为标志的低温的前三角洲-浅海环境。因200a BP以来部分样品缺失以及人类活动影响加剧等原因，对于研究区200a BP以来的环境演变还有待进一步研究。将YD-0903孔中代表水温较低的Protelphidium tuberculatum和代表水温较高的Quinqueloculina spp.两种有孔虫在沉积物中的百分含量随时间变化特征，与同期一系列指标（格陵兰冰芯GRIP和GISP2的δ18O、TSI、董哥洞δ18O、冲绳海槽DGKS9603岩芯δ18O以及DOC082岩芯SST等）比对后发现了5次水温较凉事件，分别出现于11500~10000a BP、8700~7800a BP、6500~5000a BP、3200~2500a BP后期以及1500~500a BP。将研究区底栖有孔虫种属及组合特征与全球低氧区典型有孔虫组合特征进行对比，确定了长江口低氧区底栖有孔虫组合为Epistominella naraensis（奈良小上口虫）、Bolivina spp.（箭头虫诸种）和Bulimina spp.（小泡虫诸种）。通过对YD-0903孔底栖有孔虫LOFA指标、OFA指标（瓷质壳）、有孔虫丰度、简单分异度和复合分异度等分析后认为，研究区全新世的古低氧现象大约以8600a BP为界，8600a BP以前研究区明显无低氧现象，8600a BP以来出现低氧现象。根据LOFA指标百分含量曲线，8600~3400a BP为次低氧期，到3400a BP研究区低氧程度与现在的状态基本相似，相对持续稳定。根据LOFA指标和OFA指标百分含量，与地球化学指标Cd/Al曲线，YD-0901孔TN曲线，和尚洞和董哥洞δ18O曲线以及红原泥炭δ13C曲线等进行对比分析，将YD-0903孔3400a BP以来的低氧环境划分为9次事件，包括发生于约3300~3200a BP、2700~2100a BP、1800~1400a BP、800~300a BP和100a BP以来的5次比较明显的强低氧事件，以及约3200~3100a BP、2100~1800a BP、1400~1000a BP和300~200a BP的4次比较明显的弱低氧事件。低氧强弱的主要控制因子是长江冲淡水和黑潮的强弱变化，，长江冲淡水强、黑潮弱时，低氧程度增强，反之减弱。近200a BP以来，随着人类活动影响加剧，研究区低氧程度日趋严重。关于研究区最近的事件，由于钻孔顶部部分样品缺失，本文不予讨论。
【图文】：

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4图 1-1 1850s 以来世界主要富营养化及低氧区域分布图（据 http://www.wri.org/project/eutrophication/ map）说明：黄点表示富营养化区域、红点表示低氧区域、蓝点表示低氧程度得到改善的区域）Fig.1-1 The distribution of major eutrophication and hypoxia areas around the world since 1850s

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长江口低氧区全新世以来古环境演化及古低氧事件研究江口水深较浅低氧现象存在时间较短。李道季等（2002）通过 1999 年 8 月的调查资料，发现长江河口外发育积达13700 km2，平均厚度达20 m的底层低溶解氧分布区（DO小于2 mg区中心位于东经 122°45′E 和 123°E 之间的北纬 30°50′N 附近（图 1-2）DO 值仅 1 mg/L，与 1981 年中美合作调查结果（Limeburner et al.，1983。此外，在北纬 29°N，东经 122°30′E 附近区域存在一个范围较小的核梅等（2007）指出该区域主要位于东海陆架泥质区-25 m 和-55 m 等深此后，韦钦胜等（2010）通过对 2006 年 7 月长江口东北部海域的大量资料，也发现 122°~123°E，32°~33°N 底部水体的 DO 浓度表现出较为值现象。
【学位授予单位】：中国海洋大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：P736

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